一种以壳聚糖为载体的辣根素双层微囊缓释剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新型农药制剂领域，具体设及一种W壳聚糖为载体的辣根素双层微囊 缓释剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 辣根素的主要成分异硫氯酸締丙醋(AITC)，为无色至淡黄色透明的油状液体，具 有挥发性。异硫氯酸締丙醋的主要用途包括:食品调味剂、食品杀菌抑菌、防腐保鲜剂;保健 和抗癌药物;±壤杀菌除虫、仓库除虫防腐、建筑物熏蒸、植物检疫处理的熏蒸剂;化工合成 中间体等，在食品、化工、农药和医药等行业有着广泛应用。辣根素虽然具有广谱的杀菌、杀 虫活性，但是其具有强烈的挥发性与较高的吸入毒性，在使用过程中容易对使用者的眼、 鼻、呼吸道粘膜等造成伤害，又由于其易挥发造成有效成份的损失，因此存在药效发挥不稳 定，持效期短，受环境因子影响大等缺点。将辣根素制成缓释剂后，不仅可W提高其稳定性， 延长持效期，还可W减轻其对施药人员和非祀标的不良影响，从而提高用药的安全性。
[0003] 微囊缓释剂是一种利用天然或合成的无机、有机高分子材料，通过物理、化学方法 形成核一壳结构的微小容器，将有效成份包覆其中的一种新型农药剂型。它包括囊壁和囊 忍两部分，囊忍是农药有效成分及部分助剂，囊壁是成膜的材料。与常规农药剂型相比，微 囊缓释剂具有延长持效期、提高农药有效利用率、减少或避免农药因外界环境造成的分解 流失、减轻毒性和药害，降低对环境污染等作用。但是常规的单层微囊缓释剂易出现突释问 题，且缓释效应相对较短，而双层微囊缓释剂缓释时间较长，且能有效减少药物突释。
[0004] 壳聚糖是一种具有类似纤维素结构的线性高分子，是自然界中存在的一种碱性多 糖，也是一种天然的阳离子聚合物，机械稳定性好，具有良好的生物相容性和生物降解性， 其中含有亲水性的径基和在一定条件下质子化的氨基，是一种理想的微囊缓释剂载体材 料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一是提供一种辣根素双层微囊缓释剂及其制备方法。
[0006] 本发明所提供的辣根素双层微囊缓释剂，W辣根素为囊忍，甲苯二异氯酸醋与壳 聚糖的界面聚合产物为第一层囊壁载体材料，海藻酸膜层为第二层囊壁载体材料，其中所 述海藻酸膜层与第一层囊壁载体材料中的壳聚糖通过离子交联法包覆到所述第一层囊壁 载体材料的外围形成第二层囊壁载体材料。
[0007] 上述双层囊壁载体材料的制备机理如图1所示。
[000引所述辣根素双层微囊缓释剂，W总体系100质量份计，由下述质量份的原料制成： 鍊根素 3. 0-30. ο份 甲舉二异氛酸醋 1.0-10.0份 壳聚糖 化1-0. 5份
[0009] 海藻酸钥 0. 1-0. 5份 氯化巧 0. 04-0. 1份 乳化剂 2. 0-10.0份
[0010] 其余为增稠剂、水W及微量的pH值调节剂和消泡剂。
[0011] 所述甲苯二异氯酸醋为：甲苯-2，4-二异氯酸醋、甲苯-2，6-二异氯酸醋或者两者 W任意比形成的混合物。
[0012] 所述乳化剂为非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂;所述非离子型表 面活性剂选自下述至少一种:苯乙基酪聚氧乙締酸、苯乙基苯酪甲醒树脂聚氧乙締酸、苯乙 基苯酪聚氧乙締聚氧丙締酸和藍麻油聚氧乙締酸和烷基酪聚氧乙締酸;所述阴离子型表面 活性剂选自下述至少一种:十二烷基硫酸钢、十二烷基苯横酸钢和十二烷基苯横酸巧。
[0013] 所述增稠剂选自下述至少一种:黄原胶、簇甲基纤维素、阿拉伯胶、明胶、变性淀粉 及其衍生物。
[0014] 所述pH值调节剂包括酸性调节剂和/或碱性调节剂。
[0015] 所述酸性调节剂包括无机酸、有机酸和酸性盐。
[0016] 所述无机酸选自硫酸、盐酸和憐酸中至少一种;所述有机酸选自乙酸、草酸和巧樣 酸中至少一种;所述酸性盐选自硫酸锭、氯化锭、氯化锋和硫酸锋中至少一种。
[0017] 所述碱性调节剂选自氨水、Ξ乙醇胺、二乙胺、Ξ乙胺、乙二胺、氨氧化钢、氨氧化 钟、碳酸钢和碳酸钟中至少一种。
[0018] 所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、多聚丙二醇中的一种或两种。
[0019] 上述辣根素双层微囊缓释剂是按照包括下述步骤的方法制备得到的：
[0020] 1)将辣根素、所述乳化剂和甲苯二异氯酸醋混合形成油相，加入到壳聚糖的酸溶 液中，高速剪切揽拌乳化，加入所述消泡剂，继续揽拌，得到辣根素壳聚糖单层微囊；
[0021] 2)将海藻酸钢的水溶液加入到所述辣根素壳聚糖单层微囊中，继续揽拌，再加入 氯化巧的水溶液，揽拌均匀，用所述抑调节剂调节抑至6.5-7之间，加入所述增稠剂的水溶 液，揽拌均匀，得到辣根素双层微囊缓释剂。
[0022] 上述方法步骤1)中，所述高速剪切的转速为5000-10000转/分钟，所述高速剪切揽 拌乳化的时间为3-5分钟。
[0023] 所述继续揽拌的转速为400-600转/分钟，时间为1小时。
[0024] 所述辣根素壳聚糖单层微囊的平均粒径为2-5微米。
[0025] 上述方法步骤2)中，所述继续揽拌的时间为30-40分钟。
[0026] 所述辣根素双层微囊缓释剂的平均粒径为2.8-5微米。
[0027] 本发明的另一目的是提供所述辣根素双层微囊缓释剂在储粮虫霉防治中的应用。
[0028] 具体地，所述储粮虫霉为小麦麦娥幼虫和/或小麦黄曲霉。
[0029] 本发明具有下述优点：
[0030] 1)本发明提供的制备辣根素双层微囊缓释剂的方法反应历程短，且囊壁形成溫度 为常溫，有效避免了辣根素在生产过程中加热条件下的挥发与分解，而且还提高了产品胆 藏期的稳定性；
[0031] 2)由于有效成分被双层高分子材料包覆而缓慢释放，其释放速度可W通过壁材的 量任意调节，延长了持效期，提高了使用安全性。
【附图说明】
[0032 ]图1为本发明中囊壁材料的制备机理。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
[0034] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法;下述实施例中所 用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0035] 下述实施例中所采用的壳聚糖为高脱乙酷度壳聚糖，其为国药集团化学试剂有限 公司的产品，脱乙酷度为80-95%。
[0036] 实施例1
[0037] 1、制备方法
[0038] 1)辣根素单层微囊缓释剂的制备：将10.0 g辣根素、1.5g甲苯-2,4-二异氯酸醋， 6.Og乳化剂(苯乙基苯酪聚氧乙締聚氧丙締酸4.Og，十二烷基苯横酸巧2.Og)充分混合揽拌 均匀，再加入20.0 g含有2 %壳聚糖的醋酸水溶液，采用6000转/分钟高速剪切揽拌乳化机剪 切揽拌乳化4min，滴加两滴聚二甲基硅氧烷消泡，改为600转/分钟速度继续揽拌反应1小时 得到辣根素的壳聚糖单层微囊；
[0039] 2)辣根素双层微囊的制备:将20g含量2%海藻酸钢的水溶液缓慢加入到上述制备 得到的辣根素单层微囊缓释剂中，继续揽拌40分钟，再缓慢滴加4g 2 %氯化巧水溶液，充分 揽拌均匀，加入38.5g含量为0.5%黄原胶水溶液揽拌均匀，用几滴稀氨水调节pH值至6.5， 得到辣根素双层微囊缓释剂。
[0040] 2、稳定性考察
[0041 ]光学显微镜下观察，得到平均粒径为3.5WI1的负载率10 %的辣根素双层微囊缓释 剂，经冷胆(0±rC)7天、热胆(54±2°C)14天、常溫紫外光照射1天的条件下，分解率分别为 0.43%、3.25%、2.74%。
[0042] 3、药效试验
[00创 W20g/m3施用，30天后，对小麦麦娥幼虫防除率保持在98% W上，对小麦黄曲霉的 抑制活性高于93 %。
[0044] 实施例2
[0045] 1、制备方法
[0046] 1)辣根素单层微囊缓释剂的制备:将20.0 g辣根素、5.Og甲苯-2,6-二异氯酸醋， 10.Og乳化剂(藍麻油聚氧乙締酸)充分混合揽拌均匀，再加入25.Og含有2%壳聚糖的硫酸 水溶液，采用8000转/分钟高速剪切揽拌乳化机剪切揽拌乳化3min，滴加两滴多聚丙二醇， 改为400转/分钟速度揽拌1小时得到辣根素的壳聚糖单层微囊。
[0047] 2)辣根素双层微囊的制备:将lOg含量2%海藻酸钢的水溶液缓慢加入到上述制备 得到的单层微囊中，继续揽拌40分钟，再缓慢滴加2g 2%氯化巧水溶液，充分揽拌均匀，加 入2始含量为1%阿拉伯胶水溶液揽拌均匀，用几滴10%氨氧化钢溶液调节pH值至6.8,得到 辣根素双层微囊缓释剂。
[004引2、稳定性考察
[0049]光学显微镜下观察，得到平均粒径为4.2μπι的负载率20%辣根素双层微囊缓释剂， 经冷胆（0±rC)7天、热胆（54±2°C)14天、常溫紫外光照射1天的条件下，分解率分别为 0.63%、2.82%、2.26%。
[(K)加]3、药效试验
[0051] WlOg/m3施用，50天后，对小麦麦娥幼虫防除率保持在96% W上，对小麦黄曲霉的 抑制活性高于90 %。
[0化2]实施例3 [0化3] 1、制备方法
[0054] 1)辣根素单层微囊缓释剂的制备:将30.0 g辣根素、甲苯-2，4-二异氯酸醋8. Og、甲 苯-2，6-二异氯酸醋2. Og，10.0 g乳化剂（藍麻油聚氧乙締酸8. Og，十二烷基苯横酸钢2. Og) 充分混合揽拌均匀，再加入15.Og含有2%壳聚糖的憐酸水溶液，采用10000转/分钟高速剪 切揽拌乳化机剪切揽拌乳化5min，滴加两滴多聚丙二醇，改为400转/分钟速度揽拌1小时得 到辣根素的壳聚糖单层微囊。
[0055] 2)辣根素双层微囊的制备:将lOg含量2%海藻酸钢的水溶液缓慢加入到上述制备 得到的辣根素单层微囊中，继续揽拌40分钟，再缓慢滴加3g 2 %氯化巧水溶液，充分揽拌均 匀，加入2?含量为0.5%簇甲基纤维素水溶液揽拌均匀，用几滴乙二胺调节pH值至6.8,得 到辣根素双层微囊缓释剂。
[0化6] 2、稳定性考察
[0057]光学显微镜下观察，得到平均粒径为4.5μπι的负载率30 %辣根素双层微囊缓释剂， 经冷胆（0±rC)7天、热胆（54±2°C)14天、常溫紫外光照射1天的条件下，分解率分别为 0.67%、2.92%、2.73%。
[0化引 3、药效试验
[0059] W7g/m3施用，50天后，对小麦麦娥幼虫防除率保持在98% W上，对小麦黄曲霉的 抑制活性高于94 %。
[0060] 实施例4
[0061] 1、制备方法
[0062] 1)辣根素单层微囊缓释剂的制备：将5.Og辣根素、2. Og甲苯-2,4-二异氯酸醋， 5.Og乳化剂(烷基酪聚氧乙締酸3.Og，十二烷基苯横酸巧2.Og)充分混合揽拌均匀，再加入 10.Og含有2%壳聚糖的盐酸水溶液，采用6000转高速剪切揽拌乳化机剪切揽拌乳化4min， 滴加两滴聚二甲基硅氧烷消泡，改为400转/分钟速度揽拌1小时得到辣根素的壳聚糖单层 微囊。
[0063] 2)辣根素双层微囊的制备:将25g含量2%海藻酸钢的水溶液缓慢加入到上述制备 得到的辣根素单层微囊中，继续揽拌30分钟，再缓慢滴加5g 2 %氯化巧水溶液，充